第七章 吸光光度法 (1)
吸光光度法概述(一)
吸光光度法概述（一）10.1.1吸光光度法概念许多物质本身具有显然的色彩，例如，高锰酸钾溶液呈紫红色，硫酸铜溶液呈蓝色。
有些物质本身无色或是浅色，但碰到某些试剂后，变成了有色物质，如淡黄色的Fe3+与SCN-反应生成血红色的协作物，淡绿色的Fe2+与邻二氮菲作用生成橙红色的协作物等。
物质展现不同的色彩是因为物质对不同波长的光挑选性汲取的结果，而色彩的深浅是山于物质对光的汲取程度不同而引起的。
基于物质对光的挑选性汲取而建立起来的分析办法称为吸光光度法。
对于有色溶液来说，溶液色彩的深浅在一定条件下与溶液中有色物质的含量成正比关系。
吸光光度法利用这一关系，通过分光光度计测得溶液中有色物质对光的汲取程度而对物质举行定性和定量分析。
与经典化学分析办法相比，吸光光度法的特点有：①敏捷度高。
吸光光度法适用于测定微量物质，被测组分的最低浓度为10-5～10-6mol/L。
②精确度高。
吸光光度法的相对误差通常为2％～5％，常量组分的精确度的确不如滴定分析法和分量分析法高，但对微量组分，化学分析法是无法举行的，而吸光光度法则彻低能满足要求。
③操作简便。
吸光光度法的仪器设备容易，操作简便。
若采纳敏捷度高、挑选性好的显色剂，再采纳相宜的掩蔽剂消退于扰，有的样品可不经分别挺直测定。
完成一个样品的测定普通只需要几分钟到十几分钟，有的甚至更短。
④应用范围广泛。
几乎全部的无机离子和许多有机化合物均可挺直或间接地用吸光光度法测定。
吸光光度法已经成为生产、科研、环境监测等部门的一种不行缺少的测试手段。
通常状况下，吸光光度法可以分为以下几种：①可见吸光光度法。
基于物质对420～760 nm可见光区的挑选性汲取而建立的分析办法，也称为可见分光光度法，是微量分析的简便而通用的办法。
②红外吸光光度法。
利用物质对0.78～1000um红外光区电磁辐射的挑选性汲取的特性来举行结构分析、定性分析和定量分析的一种分析办法，又称为红外汲取光谱法和红外分光光度法。
仪器分析课后答案
仪器分析课后答案第七章原子吸收光谱法基本要求：掌握以下基本概念：共振线、特征谱线、锐线光源、吸收线轮廓、通带、积分吸收、峰值吸收、灵敏度和检出限，掌握原子吸收的测量、AAS 的定量关系及定量方法，了解AAS中的干扰及火焰法的条件选择，通过和火焰法比较，了解石墨炉法的特点。
重点：有关方法和仪器的基本术语。
难点：AAS的定量原理，火焰法的条件选择。
参考学时：4学时部分习题解答10、用标准加入法测定一无机试样溶液中镉的浓度。
各试液在加入镉标准溶液后，用水稀释至50mL，测得其吸光度如下表所示。
求镉的浓度。
解：设镉的浓度为cx μg/ml加入镉标的浓度c0分别为：c0 = 0, Ax = 0.042c1?c2?1?10502?10504?1050?0.2μg/ml A1 = 0.080 μg/ml A2 = 0.116 μg/ml A3 = 0.190?0.4c3??0.8按标准加入法作图得：cx = 0.22 μg/ml111、用原子吸收光谱法测定自来水中镁的含量（用mg·L1表示）。
取一系列镁标准溶液（1μg·mL1）--及自来水水样于50mL容量瓶中，分别加入5%锶盐溶液2mL后，用蒸馏水稀释至刻度。
然后与蒸馏水交替喷雾测定其吸光度，其数据如下表所示。
计算自来水中镁的含量。
解：吸光度（A）—标准溶液含镁量（μg）的标准曲线线性回归得??0.0427?0.0484x?yγ=0.9999将A=0.135代入得自来水样中含镁量为1.91μg。
∴自来水中镁的含量为1.9120?0.095μg·mL1 即0.095mg·mL1--12、某原子吸收分光光度计倒线色散率为1nm/mm，狭缝宽度分别为0.1nm, 0.2mm, 1.0mm，问对应的通带分别是多少？解：W = D·S已知：D = 1nm/mm, S1 = 0.1mm, S2 = 0.2mm, S3 = 1.0mm通带：W1 = D·S1 = 1×0.1 = 0.1nmW2 = D·S2 = 1×0.2 = 0.2nm W3 = D·S3 = 1×1.0 = 1.0nm2第八章紫外-可见分光光度法基本要求：掌握紫外一可见吸收光谱的特征及其产生的原因，了解有机化合物的电子跃迁类型及饱和烃、不饱和烃、羰基化合物、苯和单取代苯的特征吸收，了解影响紫外一可见吸收光谱的因素，共轭烯烃、α、β一不饱和羰基化合物的λmax的估算以及UV-Vis在定性和结构分析中的应用，掌握Lambert-Beer定律及其物理意义，偏离Lambert-Beer定律的原因，了解显色反应及显色条件的选择，掌握光度测量条件的选择原则，了解多组分分析、光度滴定、酸碱离解常数的测定、双波长光度法以及配合物的组成和K稳测定等方面的应用及其特点。
仪器分析-第7章 原子吸收与原子荧光光谱法
原子的能级与跃迁和元素的特征谱线 1. 基态第一激发态, 吸收一定频率的辐射能量。 产生共振吸收线（简称共振线） 吸收光谱 2.第一激发态基态 发射出同样频率的辐射。 产生共振发射线（也简称共振线） 发射光谱 3.各种元素的原子结构和外层电子排布不同: 特征谱线 最易发生，吸收最强，最灵敏线,分析线。 利用待测原子蒸气对同种元素的特征谱线（共振 线）的吸收可以进行定量分析。原子吸收光谱位于光 谱的紫外区和可见区。
(二)原子吸收光谱轮廓与变宽
☺ 1、吸收定律 强度为I0 的单色平行光通过厚度为l的原子蒸气，其 中一部分光被吸收，透过光的强度I服从吸收定律：
I0 原子蒸汽 l I
I I 0 e
( k l )
K是基态原子对频率为的
光的吸收系数。它与入射 光的频率、基态原子密度 及原子化温度等有关。
第一节
一、原子吸收的历史发展
概述
原子吸收光谱法是一种基于待测基态原子蒸 气对特征谱线的吸收而建立的一种分析方法。 发展经历了3个发展阶段： 1、原子吸收现象的发现 –1802年Wollaston发现太阳光谱的暗线；
太阳光
暗 线
–1859年Kirchhoff和Bunson解释了暗线产生的原因： 是由于大气层中的钠原子对太阳光选择性吸收的结果。
若采用一个连续光源（氘 或钨灯），即使是用高质 量的单色器入射可得到光 谱带为(0.2nm)的高纯光。 原子吸收线半宽度(10-3 nm， 即便是全部吸收)。由待测 原子吸收线引起的吸收值， 仅相当于总入射光强度的 0.5% [(0.001/0.2)×100%=0.5%], 原子吸收只占其中很少部 分，使测定灵敏度极差。
原子吸收光谱仪又称原子吸收分光光度计，虽 然种类很多，但基本结构是一样的。 锐线光源 原子化器 主要组成部分
第七章原子吸收光谱分析法
原子吸收光谱法(也称原子吸收分光光法 )与可 见、紫外分光光度法基本原理相同，都是基于物质 对光选择吸收而建立起来的光学分析法。
2010年1月25日1时53分
组成：阳极（吸气金属）、空心圆筒形（使待测原子集中）阴极（W+ 待测元素）、低压惰性气体（谱线简单、背景小）。
工作过程：高压直流电（300V）---阴极电子---撞击隋性原子---电离(二 次电子维持放电)---正离子---轰击阴极---待测原子溅射----聚集空 心阴极内被激发----待测元素特征共振发射线。
? 自然宽度（约在10-5nm数量级）。
?
?2．多普勒变宽（热变宽）：
? 由于多普勒效应而导致的谱线 变宽。由于原子热运动引起的。 其宽度约为 10-3nm数量级。
?3．压力变宽：由于同类原子或 与其它粒子（分子、原子、离子、 电子等）相互碰撞而造成的吸收 谱线变宽。其宽度也约为 10-3nm 数量级。
区别：在可见、紫外分光光度法中，吸光物质 是溶液中被测物质的分子或离子对光的选择吸收， 原子吸收光谱法吸光物质是待测元素的基态原子对 光的选择吸收，这种光是由待测元素制成的空心阴 极灯(称元素灯)作光源。
原子吸收光谱分析的过程:
A元素含量测定----- A元素的空心阴极灯发射特征辐射 --------试样在原子化器中变为气态的基态原子-------吸收空心 阴极灯发射特征辐射---------空心阴极灯发射特征辐射减弱-----产生吸光度------元素定量分析
钨丝灯光源和氘灯，经分光后，光谱通带0.2nm。而原子吸收线
第七章吸光光度法
第七章吸光光度法第七章吸光光度法1.与化学分析法相⽐，吸光光度法的主要特点是什么？答：①灵敏度⾼②仪器设备简单，操作简便，快速③准确度较⾼④应⽤⼴泛2.何谓复合光、单⾊光、可见光和互补⾊光？⽩光与复合光有何区别？答：⑴复合光指由不同单⾊光组成的光；单⾊光指其处于某⼀波长的光；可见光指⼈的眼睛所能感觉到的波长范围为400-750 nm 的电磁波；将两种适当颜⾊的光按照⼀定的强度⽐例混合若可形成⽩光，它们称为互补⾊光；⑵⽩光是是⼀种特殊的复合光，它是将各种不同颜⾊的光按⼀定的强度⽐例混合⽽成有复合光。
3.简述朗伯-⽐尔定律成⽴的前提条件及物理意义，写出其数学表达式。
答：确定前提为：①⼊射光为平⾏单⾊光且垂直照射；②吸光物质为均匀⾮散射体系；③吸光质点之间⽆相互作⽤；④辐射与物质之间的作⽤仅限于光吸收过程，⽆荧光和光化学现象发⽣。
其物理意义如下：当⼀束单⾊光垂直通过某⼀均匀⾮散射的吸光物质时，其吸光度A 与吸光物质的浓度c 及吸收层厚度 b 成正⽐。
其数学表达式为： Kbc TI I A t ===1lg lg 04.摩尔吸收系数κ在光度分析中有什么意义？如何求出κ值？κ值受什么因素的影响？答：⑴摩尔吸光系数κ在光度分析中的意义：当吸光物质的浓度为1mol/L 和吸收层厚度为 1cm 时，吸光物质对某波长光的吸光度。
(2)在吸光物质的浓度适宜低时，测其吸光度A ，然后根据bcA =κ计算⽽求得。
(3) κ值受⼊射光的波长，吸光物质的性质、溶剂、温度、溶液的组成、仪器灵敏度等因素的影响。
5.何谓吸光度和透射⽐，两者的关系如何？答：吸光度A 是指⼊射光强度I 0与透射光强度I t 的⽐值的对数值。
透射⽐T 是指透射光强度I t 与⼊射光强度I 0的⽐值。
两者的关系如下：TI I A t 1lg lg 0== 6.在光度法测定中引起偏离朗伯-⽐尔定律的主要因素有那些？如何消除这些因素的影响？答：⑴物理因素：①⾮单⾊光引起的偏离②⾮平⾏⼊射光引起的偏离③介质不均匀引起的偏离。
第七章 吸光光度法
三、吸光度范围的选择 研究表明，当T=0.368，即A=0.434，测量 的相对误差为最小。当T=15%-65%时，即 A=0.2-0.8时测量的相对误差≤±2%，能满 足分析测定的要求，故吸光度在0.2-0.8为 测量的适宜范围。
2、化学因素： ①、Beer定律要求在稀溶液的情况下才适用，当待测液浓度过
高（M>10-2mol.l-1）时，则会引起误差。
②溶液的吸光物质常因解离、综合或互变影响或产生副反应而 改变其浓度，导致偏离。 3、其它因素：如待测试样是胶体溶液，新溶液或有悬浮物质时， 使得吸光物质不均匀，当λ射光透过溶液时，除了部分被吸收
第七章 吸光光度法
内容提要 概述（理解） 吸光光度法的基本原理（掌握） 显色反应及显色条件的选择（了解） 测量条件的选择（掌握） 目视比色与分光光度计（了解） 吸光光度法的应用（掌握）
§7-1 概 述
前面所学滴定分析和质量分析都属于化学分析法，适用于含
量高于1%常量组分的测定，测定结果的相对误差可控制
物质吸光能力大小的量度，它表示浓度为1mol.l-1的溶液，在1cm的比
色皿中，在一定温度和一定波长下的吸光度。
在吸光光度法中，有时也用透射比T来表示物质吸收 I 光的能力： T
I0
因此引出A与T之间存在以下关系： A lg I 0
I
lg
1 T
lg T
即：
A lg
1 T
KbC
综合考虑液层厚度与浓度对光吸收的影响，即得到朗伯-比尔的 数学表达式：
A lg
I0 I
KbC
它的物理意义是：当一束单色光平行照射到均匀，非散射性的吸光物质的
溶液时，溶液的吸光度A与溶液浓度C和液层厚度b的乘积成正比。
原子吸收光谱法
半宽度受原子性质和 外界因素的影响
原子吸收光谱轮廓图
基本原理
Basic principle
谱线变宽因素
自然宽度
Doppler变宽
压力变宽 自吸效应 场致变宽
基本原理
Basic principle 自然宽度（△nN） ：无外界因素影响时谱线具有的宽度，与激
发态原子的平均寿命有关，平均寿命越长，谱线宽度越窄。根据量子力 学的测不准原理，粒子能级能量和跃迁时刻不可能同时测准，其能量的 不确定度△E和其跃迁时刻的不确定度△t间有如下关系
其中Kv为吸收系数
基本原理
Basic principle
• 吸收线轮廓
In I0
中心频率n0最大吸收系数 所对应的频率或波长，由 原子能级决定
不同元素原子吸收不同频率的 光，由图可见，在频率为v0处
透过光强度最小，也就是吸收
最大。原子群从基态跃迁到激
发态所吸收的谱线并不是绝对
单色，而是具有一定的宽度，
第七章 原子吸收分光光度法
Atomic Absorption Spectrometry
( AAS)
专业：环境工程 姓名：韩朝丽
原子吸收光谱法
Atomic Absorption Spectrometry
概 述 基本原理
本章内容
仪 器
干扰及其 消除办法
分析应用
原子吸收光谱法概述
Atomic Absorption Spectrometry
原子吸收光谱法——仪器
(Atomic Absorption Spectrometry)
原子吸收分 光光度计
光源
原子化系统
光学系统
检测系统
吸光光度法 PPT
T It I0
朗伯(Lambert J H)与比尔(Beer A)分别于 1760与1852年研究了光的吸收与溶液层的厚 度及溶液浓度的定量关系,二者结合称为朗伯比尔定律,也称为光的吸收定律。
光栅(grating)是依照光的衍射与干涉原理将复 合光色散为不同波长的单色光,然后再让所需波 长的光通过狭缝照射到吸收池上。它的分辨率 比棱镜大,可用的波长范围也较宽。
3、吸收系统——比色皿或吸收池
用于盛放试液的容器。它是由无色透明、耐腐 蚀、化学性质相同、厚度相等的玻璃制成的,按 其厚度分为0、5cm,lcm,2cm,3cm与5cm。
• 偏离朗伯－比尔定律的原
因主要是仪器或溶液的实际
条件与朗伯—比尔定律所要
求的理想条件不一致。
1、物理因素
(1)非单色光引起的偏离
* 朗伯-比尔定律只适用于单色光,但由于单色器
色散能力的限制与出口狭缝需要保持一定的宽度, 因此目前各种分光光度计得到的入射光实际上都 是具有某一波段的复合光。由于物质对不同波长 光的吸收程度的不同,因而导致对朗伯－比尔定ຫໍສະໝຸດ * 分子吸收光谱 -带状光谱
molecular absorption spectrum →由电子能级跃迁而产生吸收光谱[能量差
在1~20(eV)],为紫外及可见分光光度法。
UV/Vis Spectrophotometry →由分子振动能级(能量差约0、05~l eV)与
转动能级(能量差小于0、05 eV)的跃迁而 产生的吸收光谱,为红外吸收光谱。用于 分子结构的研究。
B 络合:显色剂与金属离子生成的是多级络合物,且各 级络合物对光的吸收性质不同,例如在Fe(Ⅲ) 与 SCN-的络合物中,Fe(SCN)3颜色最深,Fe(SCN)2+颜 色最浅,故SCN-浓度越大,溶液颜色越深,即吸光度 越大。
分析化学 第七章 吸光光度分析法
用不同波长的单色光照射，测吸 光度— 吸收曲线与最大吸收波长 max；
7
光吸收曲线
用不同波长的单色光照射某一物质测定吸 光度，以波长为横坐标，以吸光度为纵坐标， 绘制曲线，描述物质对不同波长光的吸收能 力。
图8-1吸收曲线
8
吸收曲线的讨论：
（1）同一种物质对不同波长光的吸光度不 同。吸光度最大处对应的波长称为最大吸收 波长λmax （2）不同浓度的同一种物质，其吸收曲线 形状相似λmax不变。而对于不同物质，它们 的吸收曲线形状和λmax则不同。
(2)化学性因素
朗伯-比耳定律假定：所有的吸光质点之 间不发生相互作用，实验证明，这种假定只有 在稀溶液时才基本符合。
20
当溶液浓度c >10-2mol·-1时，吸光质点间 L 可能发生缔合等相互作用，直接影响了对光 的吸收。朗伯-比耳定律只适用于稀溶液。 溶液中存在着离解、聚合、互变异构、配 合物的形成等化学平衡时，使吸光质点的浓 度发生变化，影响吸光度。 (3)工作曲线不过原点 存在系统误差：吸 收池不完全一样；参比 溶液选择不当等。
10
三、光吸收的基本定律
1.朗伯—比耳定律 • 布格(Bouguer)和朗伯(Lambert)先后于
1729年和1760年阐明了光的吸收程度和吸收
层厚度的关系。A∝b
• 1852年比耳(Beer)又提出了光的吸收程度和
吸收物浓度之间也具有类似的关系。A∝ c • 二者的结合称为朗伯—比耳定律，其数学表 达式为：
2.选择适当的显色反应条件 通过控制适宜的显色条件，消除干扰组分 的影响。 3.选择适宜的波长 避开干扰物的最大吸收，配制适当的参比 液，消除干扰组分的影响。
34
4.提高显色反应的选择性
第7章吸光光度法
19.7.21
31
有机显色剂:
生色团（生色团） 能吸收紫外-可见光的基团 有机化合物：具有不饱和键和未成对电子的基团产生
n→ π*跃迁和π→ π*跃迁, 跃迁E较低
－N＝N－，－N＝O，
O
C=S,－N
O
（共轭双键）πe
注：当出现几个生色团共轭，则几个生色团所产生的 吸收带将消失，代之出现新的共轭吸收带，其波长 将比单个生色团的吸收波长长，强度也增强
注：一般可用空白对比校正消除
19.7.21
45
二、化学因素
浓度过高，吸光质点之间作用 改变 化学反应,浓度发生变化 以C代替平衡浓度 解离 络合 使C与平衡浓度的正比关系破坏 缔合
19.7.21
46
三、干扰及消除
1.干扰情况： 干扰物质本身有颜色 干扰物质与显色剂反应有吸收 干扰物质与显色剂反应虽没吸收，但消耗显色 剂 干扰物质生成沉淀
19.7.21
15
A,T,C之间的关系
A = lg (I0/It)
A = lg(1/T)
19.7.21
16
吸光度(A)、透光率(T)与浓度(c)的关系
A
T
T = 10-kbc
A=kbc
线性关系
c
19.7.21
17
二、摩尔吸光系数和桑德尔灵敏度
1.摩尔吸光系数： : L·mol-1·cm-1
单色光的装置。 棱镜:玻璃350 ～ 3200 nm, 石英185 ～ 4000 nm 光栅:波长范围宽, 色散均匀,分辨性能好, 使用方便
19.7.21
24
单色器
棱镜：依据不同波长光通过棱镜时折射率不同
白光 入射狭缝 准直透镜
第七章 吸光光度法
• 注:
摩尔吸光系数− ε 摩尔吸光系数−反映灵敏度的指标
•
molar absorptivity
显色条件的确定(实验确定 二.显色条件的确定 实验确定 显色条件的确定 实验确定)
• (一)绘制吸收光谱A-λ曲线 绘制吸收光谱A • 确定λ 作为入射光波长. 确定λmax作为入射光波长. • (二)显色剂用量 达到吸光度A值最大且稳定的a,b a,b间任 达到吸光度A值最大且稳定的a,b间任 选一点. 曲线确定最佳用量. 选一点.做A-VR曲线确定最佳用量. (三)酸度 pH太高,M水解 太高,M水解; pH太高,M水解; pH太低,R发生酸效应 太低,R发生酸效应. pH太低,R发生酸效应. pH曲线确定最佳酸度范围 曲线确定最佳酸度范围. 做A-pH曲线确定最佳酸度范围.
∴选择显色的最佳条件依据: 选择显色的最佳条件依据
• 在提高灵敏度和选择性前提条件下， 在提高灵敏度和选择性前提条件下， 吸光度达最大且平稳所对应的pH、 VR, 吸光度达最大且平稳所对应的 、 温度t( 、 时间t(min)和溶剂的种类 温度 ℃)、 时间 和溶剂的种类 和溶剂量. 和溶剂量.
§7-5 吸光度测量条件的选择
作用:调仪器吸光度为零. 作用:调仪器吸光度为零.(或T=100%) T=100% 100 可抵消非显色物对光的吸收, 可抵消非显色物对光的吸收 , 突出显色 化合物MR对光的吸收. MR对光的吸收 化合物MR对光的吸收. 溶剂空白—溶剂或去离子水作空白 溶剂或去离子水作空白. 溶剂空白 溶剂或去离子水作空白. 试剂空白—除被测不加外 其余试剂均加. 除被测不加外, 试剂空白 除被测不加外,其余试剂均加.
标准曲线绘制如下: 标准曲线绘制如下
0
第七章 吸光光度法
2、双光束分光光度计 经单色器分光后经反射镜分解为强度相 等的两束光，一束通过参比池，一束通过样 品池。光度计能自动比较两束光的强度，此 比值即为试样的透射比，经对数变换将它转 换成吸光度并作为波长的函数记录下来。 双光束分光光度计一般都能自动记录吸 收光谱曲线。由于两束光同时分别通过参比
池和样品池，还能自动消除光源强度变化所 引起的误差。
-6
-3
-3
3. 偏离朗伯比尔定律的原因
吸光光度法的步骤： （1）配制标准系列溶液
（2）显色
（3）测定其吸光度值
（4）作 A ~ C工作曲线 有时又叫作标准曲线
（5）测样品的吸光值 样品的吸光值为 Ax
（6）通过标准曲线上求得样品的浓度 C
工作曲线 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 0.5 1 浓度(mg/L) 1.5 y = 0.5837x + 0.0005 R 2 = 0.9996 系列1 线性 (系列 1)
第三节 紫外和可见分光光度计
一、主要部件的性能与作用 基本结构:
光源→单色器→吸收池→检测器→信号显示系统 ↑ 样品
1
光源
在紫外可见分光光度计中，常用的光源 有两类：热辐射光源和气体放电光源 热辐射光源用于可见光区，如钨灯和 卤钨灯；气体放电光源用于紫外光区，如 氢灯和氘灯。
2 单色器
单色器的主要组成：入射狭缝、出射 狭缝、色散元件和准直镜等部分。
第一节 概述
当光与某种物质溶液或蒸气相互作用时，由 于物质对某些波长的光的吸收，使得某些波长的 光强度减弱，减弱的程度与该物质含量呈现一定 量的关系，利用该方法进行分析被称为吸光光度 法。 比色法 （用眼睛比色） 根据分析方法分为： 分光光度法（用分光光度计分析）
第七章原子吸收光谱法习题解答
5．原子吸收分析中，若采用火焰原子化法，是否火焰温度愈高，测定灵 敏度就愈高？为什么？ 解:不是.因为随着火焰温度升高,激发态原子增加,电离度增大,基态原子 减少.所以如果太高,反而可能会导致测定灵敏度降低.尤其是对于易挥发 和电离电位较低的元素,应使用低温火焰. 6．石墨炉原子化法的工作原理是什么？与火焰原子化法相比较，有什么 优缺点？为什么？ 解:石墨炉原子化器是将一个石墨管固定在两个电极之间而制成的,在惰性 气体保护下以大电流通过石墨管,将石墨管加热至高温而使样品原子化. 与火焰原子化相比,在石墨炉原子化器中,试样几乎可以全部原子化,因而测 定灵敏度高.对于易形成难熔氧化物的元素,以及试样含量很低或试样量很 少时非常适用. 缺点:共存化合物的干扰大,由于取样量少,所以进样量及注入管内位置的变 动会引起误差,因而重现性较差.
- 1
0 . 0 - 4 - 2 0 2 4 6 8
C
15.用原子吸收法测锑,用铅作内标.取5.00mL未知锑溶液,加入 2.00mL4.13mg.mL-1的铅溶液并稀释至10.0mL,测得ASb/APb= 0.808. 另取相同浓度的锑和铅溶液,ASb/APb= 1.31, 计算未知液 中锑的质量浓度. 解:设试液中锑浓度为Cx, 为了方便,将混合溶液吸光度比计为[Asb/Apb]1, 而将分别 测定的吸光度比计为[Asb/Apb]2 由于:ASb = KSbCSb APb =KPbCPb 故: KSb/KPb =[Asb/Apb]2 =1.31 [Asb/Apb]1=(KSb×5 × Cx/10)/(KPb × 2 × 4.13/10)=0.808
化学与化学工程学院分析化学精品课程组制
第七章 原子吸收光谱法
习题解答
二00八年五月
第七章原子吸收光谱法习题解答
分析化学第三版下册-第七章-课后答案
第七章原子吸收与原子荧光光谱法1．解释下列名词：（1）原子吸收线和原子发射线；（2）宽带吸收和窄带吸收；（3）积分吸收和峰值吸收；（4）谱线的自然宽度和变宽；（5）谱线的热变宽和压力变宽；（6）石墨炉原子化法和氢化物发生原子化法；（7）光谱通带；（8）基体改进剂；（9）特征浓度和特征质量；（10）共振原子荧光和非共振原子荧光。
答：（1）原子吸收线是基态原子吸收一定辐射能后被激发跃迁到不同的较高能态产生的光谱线；原子发射线是基态原子吸收一定的能量（光能、电能或辐射能）后被激发跃迁到较高的能态，然后从较高的能态跃迁回到基态时产生的光谱线。
（2）分子或离子的吸收为宽带吸收；气态基态原子的吸收为窄带吸收。
（3）积分吸收是吸收线轮廓的内的总面积即吸收系数对频率的积分；峰值吸收是中心频率ν0两旁很窄（dν= 0）范围内的积分吸收。
（4）在无外界条件影响时，谱线的固有宽度称为自然宽度；由各种因素引起的谱线宽度增加称为变宽。
（5）谱线的热变宽是由原子在空间作相对热运动引起的谱线变宽；压力变宽是由同种辐射原子间或辐射原子与其它粒子间相互碰撞产生的谱线变宽，与气体的压力有关，又称为压力变宽。
（6）以石墨管作为电阻发热体使试样中待测元素原子化的方法称为石墨炉原子化法；反应生成的挥发性氢化物在以电加热或火焰加热的石英管原子化器中的原子化称为氢化物发生原子化法。
（7）光谱通带是指单色器出射光束波长区间的宽度。
（8）基体改进剂是指能改变基体或被测定元素化合物的热稳定性以避免化学干扰的化学试剂。
（9）把能产生1％吸收或产生0.0044吸光度时所对应的被测定元素的质量浓度定义为元素的特征浓度；把能产生1％吸收或产生0.0044吸光度时所对应的被测定元素的质量定义为元素的特征质量。
（10）共振原子荧光是指气态基态原子吸收的辐射和发射的荧光波长相同时产生的荧光；气态基态原子吸收的辐射和发射的荧光波长不相同时产生的荧光称为非共振原子荧光。
第七章食品腐败变质和天然毒素的检测实验一挥发性盐基氮的检测
第七章 食品腐败变质和天然毒素的检测食品腐败变质系指在腐败细菌为主的各种因素（如日光、水分、温度、空气等）作用下，使食品降低或丧失食用价值和商品价值的一切变化。
食品中的天然毒素是指自然界中有些动、植物如果误食或食用方法不当可能引起的中毒的一些天然存在的物质成分。
这类物质很多，毒性相差很大，中毒症状也各不相同。
这里仅选择四项作为一般性实验供选用。
实验一 挥发性盐基氮的检测挥发性盐基氮，是动物性食品在腐败过程中，由细菌酶的作用，使蛋白质分解而形成的物质，此类物质属带碱性的含氮物质，故也称碱性总氮（TVBN ），主要包括氨及少量伯胺和叔胺等，均具有挥发性。
TVBN 与动物性食品腐败程度之间有明确的对应关系，常用于判定食品的新鲜程度和确定食品质量的好坏。
TVBN 的检测方法有半微量定氮法和微量扩散法。
一．半微量定氮法（一）目的与要求 学习鲜（冻）肉、鱼、禽等肉与肉制品的新鲜程度检测与判别。
（二）原理 样品浸提液在弱碱性（MgO ）条件下，碱性含氮物质游离并被蒸馏出来，用标准酸溶液滴定计算含量。
（三）仪器与试剂1．仪器：半微量凯氏定氮器2．试剂：（1）氧化镁混悬液（10g/L ）：称取1.0g 氧化镁，加100mL 水，振摇成混悬液；（2）硼酸吸收液（20g/L ）；（3）0.010mol/LHCl 标准液；（4）混合指示剂（2g/L 甲基红－乙醇指示液与1g/L 次甲基蓝指示剂，临用时等量混合）（四）实验步骤试样处理：将试样除去脂肪、骨或鳞等非食用部分后，绞碎拌匀，称取约10.0g ，置于锥形瓶中，加100mL 水，不时振摇，浸渍30min 后过滤备用。
蒸馏滴定：装好半微量凯氏定氮器，将盛有10mL 硼酸吸收液及5－6滴混合指示剂的锥形瓶置于冷凝管下端，并使端口处于液面以下。
准确吸取 5.0mL 上述滤液于蒸馏器反应室内，加5mL 氧化镁混悬液，迅速盖塞，并用水封口，通入蒸汽，蒸馏5min 后停止。
吸收液用盐酸标准溶液滴定至蓝紫色为终点，同时做试剂空白。
吸光光度法课后练习试题和参考答案解析
吸光光度法课后练习题及参考答案一、选择题1．所谓可见光区，所指的波长范围是（B）（A）200~400nm （B）400~750nm （C）750~1000nm （D）100~200n m2.一束（B ）通过有色溶液时，溶液的吸光度与溶液浓度和液层厚度的乘积成正比。
（A）平行可见光（B）平行单色光（C）白光（D）紫外光3．下列说法正确的是（A）（A）朗伯-比尔定律，浓度c与吸光度A之间的关系是一条通过原点的直线（B）朗伯-比尔定律成立的条件是稀溶液，与是否单色光无关（C）最大吸收波长λmax是指物质能对光产生吸收所对应的最大波长（D）同一物质在不同波长处吸光系数不同，不同物质在同一波长处的吸光系数相同4．符合比耳定律的有色溶液稀释时，其最大的吸收峰的波长位置（C ）（A）向长波方向移动（B）向短波方向移动（C）不移动，但峰高降低（D）无任何变化5．标准工作曲线不过原点的可能的原因是（D）（A）显色反应得酸度控制不当（B）显色剂得浓度过高（C）吸收波长选择不当（D）参比溶液选择不当6．某物质摩尔吸光系数很大，则表明（A）（A）该物质对某波长光的吸光能力很强（B）该物质浓度很大（C）测定该物质的精密度很高（D）测量该物质产生的吸光度很大7．吸光性物质的摩尔吸光系数与下列(D )因素有关（A）比色皿厚度（B）该物质浓度（C）吸收池材料（D）入射光波长8．已知KMnO4的相对分子质量为158.04，κ545nm=2.2×103，今在5 45nm处用浓度为0.0020%KMnO4溶液，3.00cm比色皿测得透射比为（A）（A）15% （B）83% （C）25% （D）53%9．有AB两份不同浓度的有色溶液，A溶液用1.0cm吸收池，B溶液用3.0cm吸收池，在同一波长下测得的吸光度值相等，则它们的浓度关系为 (D )（A）A是B的1/3 （B）A等于B（C）B是A的3倍（D）B是A的1/310．某有色溶液，当用1cm吸收池时，其透射比为T，若改用2cm吸收池，则透射比应为（D）（A）2T （B）2lgT （C）T 1/2 （D）T211．用常规分光光度法测得标准溶液的透射率为20％，试液的透射率为10％，若以示差分光光度法测定试液，以标准溶液为参比，则试液的透过率为（C）（A）20% （B）40% （C）50% （D）80%12．用分光光度计测量有色化合物，浓度相对标准偏差最小时的吸光度为（D）（A）0.368 （B）0.334 （C）0.443 （D）0.43413．在分光光度测定中，如试样溶液有色，显色剂本身无色，溶液中除被测离子外，其它共存离子与显色剂不生色，此时应选（B ）为参比。
实验7 原子吸收分光光度法测定自来水中的钙的含量
原子吸收分光光度法测定自来水中的钙的含量一、实验目的1、学习原子吸收分光光度法测定自来水中的钙的含量的基本原理；2、了解原子吸收分光光度计的基本结构和操作技术。
二、实验原理（一）火焰原子吸收分光光度法测定的基本原理是：由待测元素空心阴极灯做为光源，发射出待测元素的特征谱线，当它通过含有待测元素基态原子蒸汽的火焰时，部分被待测元素基态原子吸收而减弱，通过单色器（分光系统）和检测器测得吸光度。
在一定条件下待测元素浓度越大，吸光度越大，根据朗伯比尔定律A=KC,利用一定的定量方法，即可求得待测元素的含量。
（二）火焰原子吸收分光光度法测定的基本过程为：1、选择合适的测定条件主要包括：1）分析线；2）狭缝宽度；3）空心阴极灯工作电流（灯电流，负电压）；4）原子化条件；火焰类型，燃气压力及流量，燃烧器高度，火焰高度及长度。
方法为：固定其他条件，只改变某一条件，作吸光度-条件曲线，一般选择吸光度最大处所对应的条件为最佳条件（可参考仪器计算机专家咨询系统F10）。
2、将测定参数及选好的最佳条件输入计算机3、标准曲线（工作曲线）的制作配制一系列浓度的待测元素的标准溶液，测定吸光度，制作吸光度-浓度标准曲线（工作曲线）（计算机自动生成）。
4、未知液浓度测定在同样条件下，测定样品吸光度，利用工作曲线求得未知液浓度（计算机自动生成）。
（三）WFX-1F2B2型火焰原子吸收分光光度计的基本结构1、光源：空心阴极灯2、原子化系统：气体控制单元（燃气压力及流量），雾化器，燃烧头及位置调节机构。
3、分光系统（单色器）：波长，狭缝宽度；4、检测系统：光电转换、放大、检测；5、计算机控制系统：电子系统参数的自动控制和测量信息处理。
三、实验步骤1、溶液配制1）钙标准系列溶液配制配制8.0、16.0、24.0、32.0、40.0ug/ml钙标准系列溶液各50ml。
2）未知液配制取自来水50 ml2、仪器的准备1）事先调整好参数如：分析线422.7nm；狭缝宽度0.4nm；空心阴极灯工作电流（灯电流3.0mA，负电压300V）；原子化条件；火焰类型空气-乙炔氧化焰，燃气压力及流量，燃烧器高度，火焰高度及长度，进样管，废液桶导管水封等，准备好测定溶液。
第七章分光光度法
第七章分光光度法【基本要求】1.1 掌握分光光度法基本原理—Lambert-Beer定律，能熟练运用Lambert-Beer 公式进行有关计算。
1.1 掌握吸光度、透光率、吸光系数、摩尔吸光系数的概念。
1.2 明确溶液颜色与光吸收的关系。
1.3 了解物质对光的选择性吸收及吸收光谱。
1.4 了解分光光度计的基本构造；提高测量灵敏度和准确度的方法。
1.5 了解紫外分光光度法进行物质定性分析和定量测定的基本原理。
【重点难点】2.1 重点分光光度法原理－Lambert-Beer定律。
紫外分光光度计的使用2.2 难点提高测量灵敏度和准确度的方法。
【讲授学时】4学时4.1 第一节概述一、比色分析法比色分析法：利用比较溶液颜色深浅的方法来确定溶液中有色物质的含量。
有色物质溶液颜色越深，浓度越大；颜色越浅，浓度越小。
二、比色分析法测定步骤①选择适当显色剂，使被测组分转变成有色物质，称为显色阶段。
测定无色溶液时要进行显色阶段。
②选择最佳条件测定溶液的深浅度，称为比色阶段。
三、发展过程：目视比色法→光电比色法→分光光度计（吸光光度法）四、比色与分光光度法的特点比色和分光光度法主要用于测定微量组分。
1、灵敏度高：测定试样中微量组分（1～0.001%）常用方法，甚至可测定10-4 ~ 10-5%的痕量组分。
2、准确度高：一般比色法相对误差为5～10%，分光光度法为2～5%，其准确度虽比重量法和滴定法低，但对微量组分的测定已完全满足要求。
如采用精密蓝450-480紫400-450红650-750青蓝480-490青490-500绿500-580黄580-600橙600-650白光分光度计，误差将减少至1～2%。
3、应用广泛：几乎所有的无机离子和许多有机化合物都可以直接或间接地用比色法和分光光度法进行测定。
4、操作简便、快速，仪器设备也不复杂。
例如：试样中含Cu 量为0.001%，即在100mg 试样中含Cu 0.001mg ，用比色法可以测出。
吸光光度法的基本原理
吸光光度法的基本原理具体来说，吸光光度法使用的是一束单色光通过样品溶液后的光强的测量。
单色光通过样品中时，有一部分光被吸收，另一部分光透射通过样品。
被吸收的光子的数量与样品中的分子或离子的数量成正比。
根据比尔－朗伯定律，这一吸收过程的强度可以通过下式来表示：A = εlc其中，A表示吸光度，ε是摩尔吸光系数（也称为摩尔吸光度），l是样品溶液的光程，c是溶液中的物质浓度。
吸光度单位通常使用“摩尔吸光度/厘米”或“摩尔吸光度/毫升”来表示，而浓度单位则可以是摩尔/升、克/升或百分比等。
1.光源：吸光光度法通常使用单色光源，如钠灯、汞灯或LED。
选择不同波长的光源可以针对不同化学分析问题。
2.样品：经过光源的光束通过溶液中的样品，在其透射或吸收一定量的光线之后，进入光电器件进行检测。
3.检测：光电器件通常是一个光电二极管或光电倍增管，用来测量透射或吸收的光线强度。
通过比较样品溶液的吸光度与标准溶液的吸光度，可以计算出样品中的物质浓度。
在实际应用中，吸光光度法常用于分析药物、环境污染物、食品成分、金属离子浓度等。
通过选择适当的光源和光电检测装置，可以实现对特定化合物的高灵敏度和选择性分析。
需要注意的是，吸光光度法在实际应用中对于样品的准备和处理非常重要。
避免杂质的干扰和保证测量条件的准确性是确保吸光光度法测量结果准确性的关键。
此外，还需要合适的标准溶液来建立测量曲线和校准方法。
总之，吸光光度法是一种常用的分析方法，其基本原理是根据溶液中物质吸光的特性来测量溶液中物质的浓度。
通过光源和光电器件的选择，可以实现高灵敏度和选择性的分析。
在使用吸光光度法进行分析时，需要注意样品的准备和处理以及校准方法的建立，以确保测量结果的准确性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2 一些基本名词和概念
吸收光谱曲线：物质在不同波长下吸收光的强度大小
A～ 关系
最大吸收波长 max：光吸收最大处的波长
Δ
对比度(Δ ):络合物最大吸 收波长( MRmax)与试剂最大 吸收波( Rmax)之差
max
吸收曲线的讨论：
（1）同一种物质对不同 波长光的吸光度不同。吸 光度最大处对应的波长称 为最大吸收波长λmax
ΔE=E2-E1=hν
不同的物质微粒由于结构不同而具有不同的量子化能级， 其能量差也不相同。仅当照射光光子提供的能量(hν)与被照物 质的基态与激发态能量之差ΔE相等时才能发生吸收。所以物 质对光的吸收具有选择性。
h
S3 S2
E3 E2 E1
A
S1
S0
纯电子能态 间跃迁
S2 h
E0
锐线光谱
A
光的互补
若两种不同颜色的单色光按一定的 强度比例混合得到白光，那么就称 这两种单色光为互补色光，这种现 象称为光的互补。
10-2 nm 10 nm
射 线 x 射 线
102 nm 104 nm
紫 外 光 红 外 光
0.1 cm 10cm
微 波
103 cm
105 cm
无 线 电 波
可
绿 蓝绿 绿蓝 蓝 红
2、化学反应引起的偏离 L-B中浓度(c) 应指吸光物质的平衡浓度， 即吸光型体的平衡浓度。 实际常用吸光物质的分析浓度。只有当平衡 浓度等于或正比于分析浓度时，其吸光度符合 比尔定律。但溶液中吸光物质常因缔合、离解、 互变异构，络合物的逐级形成，以及与溶剂的 相互作用等而形成新的化合物或改变吸光物质 浓度，这些都将导致偏离比尔定律。如
第七章 吸光光度法
Spectrophotometry
7.1 概述
吸光光度法：基于物质对光的选择性吸收 的分析方法，又称分光光度法。 属于分子吸收光谱分析方法 基于外层电子跃迁
• • • 吸收光谱 发射光谱 散射光谱
7.2 吸光光度法基本原理 1 物质颜色和其吸收光关系 单色光、复合光、光的互补
单色光 复合光 单一波长的光 由不同波长的光组合而成的光
界面 反射 损失
入射光束
溶液散 射损失
透射光束
—— —— ———————— —— — ——————— —— —
—— —— ———————— —— — ——————— —— —
如被照射的是均匀溶液，则光的散射可以忽 略。
光的波粒二象性
光的折射 波动性
，
光的衍射 光的偏振 光的干涉
粒子性
E
光电效应
2、非平行入射光引起的偏离 朗伯-比尔定律要求入射光平行垂直入射。 若入射光束为非平行光，可能导致工作曲线 产生正偏离。
A bc
A' b 'c
ห้องสมุดไป่ตู้
b b’
b' b A' A
3、介质不均引起的偏离
朗伯-比尔定律要求吸光物质溶液：均匀的、 非散射的。若溶液不均，如产生胶体或浑浊， 当入射光通过该溶液时，除了一部分光被吸收 外，还有一部分因散射而损失，使实测的吸光 度偏高，从而使工作曲线产生正偏离。
κ与a 的关系
Ma
式中M为物质的摩尔质量。
经研究：当一束单色光，通过任何均匀、非散 射的固体、液体或气体介质时，其吸光度与吸 光厚度和物质浓度成正比。 二、透光度T(transmittance)
T I / I0
吸光度与透光度的关系
A lg I 0 / I lg1 / T lg T bc
C
四、工作曲线
工作曲线又称标准曲线或较正曲线。绘 制时先配制一系列具有不同浓度吸光物质的 标准溶液，然后在确定的波长和吸光厚度(光 程)等条件下，分别测量其吸光度。以吸光度 A为纵坐标，标准物质的浓度c为横坐标作图， 即为工作曲线。
A Ax
cx
c
灵敏度表示方法--κ
（1）吸收物质在一定波长和溶剂条件下的特征常数； （2）不随浓度c和光程长度b的改变而改变，在温度和波 长等条件一定时， κ仅与吸收物质本身的性质有关，与 待测物浓度无关；
7.6 105
4 偏离比耳定律的原因
1. 现象
标准曲线法测定未知溶液的浓度时，发现：标准曲
线常发生弯曲（尤其当溶液浓度较高时），这种现象
称为对朗伯—比耳定律的偏离。
2. 引起偏离的因素（两大类） （1）物理性因素， 即仪器的非理想引起的； （2）化学性因素。
（1）物理性因素：
1 非单色光引起的偏离
(2) 化学性因素 1、高浓度引起的偏离
L-B定律的基本假设要求溶液中吸光质点是独立的，
彼此间无相互作用，因此稀溶液能很好地服从该定律。
高浓度时(>0.01 mol/L)，由于吸收组分粒子之间的
平均距离减小，相互影响邻近粒子的电荷分布，使吸光
能力发生变化。即改变物质的摩尔吸光系数(κ)。 其相互作用的程度与浓度有关，浓度增大，吸光度 与浓度之间的关系偏离线性关系越大。所以一般认为比 尔定律仅适用于稀溶液。
见
光
黄绿 黄 橙
紫 紫红
物质的颜色与光的关系
光谱示意 完全吸收
复合光
表观现象示意
完全透过
吸收黄色光
当光束照射到物质上时，不仅发生吸收 或透射现象，还会产生反射、散射。
界面 反射 损失
—— —— ———————— —— — ——————— —— — —— —— —————— —— —— ———————— —— — ——————— —— —
吸光度与光程的关系 A = kbc
吸光度
光源
0.00
检测器
吸光度
光源
0.22
L
检测器
吸光度
0.44
样品
L L 光源
检测器
样品
样品
吸光度与浓度的关系 A = kbc
吸光度
0.00
L2>L1
光源
检测器
吸光度 光源
0.22
L1
检测器 吸光度
0.42
L2
光源
检测器
例: 1.有一溶液,在λmax=310 nm处的透光率为87%，在 该波长处时的吸光度为多少？ 解：T＝87％； A＝－lgT＝－lg87％＝0.06 2.已知苯胺的λmax=280 nm, ε=1430,有一含苯胺的 水样，在1 cm比色皿中测得吸光度为0.52，求 该水样中苯胺的含量。（以mg/L表示) 解: A 0.52 C (m ol/ L) 3.636104 b 14301 3.636104 92.118103 33.49m g / L
hc E h
E：光子的能量（J） ：光子的频率（Hz） ：光子的波长（cm） c：光速（2.99791010 cm.s-1） h：Plank常数（6.625610-34 J.s ）
物质对光吸收的本质
一束光
物质或 溶液 分子
(离子)
(原子)
能量
分子+hν
(原子)
M + hν = M* (基态) (激发态) 能级3 λ3 hν3 λ2 hν2(ΔE) λ1 hν 1 能级2 能级1 基态
（3）同一吸收物质在不同波长下的κ值是不同的。在最
大吸收波长λmax处的摩尔吸收系数κmax表明了该吸收物质
最大限度的吸光能力，也反映了光度法测定该物质可能
达到的最大灵敏度。
（4）可作为定性鉴定的参数； （5）物质的吸光能力的度量 κmax越大表明该物质的吸光能力越强，用光度法测 定该物质的灵敏度越高。 κ >105：超高灵敏； κ = (6～10）×104 ：高灵敏； κ = 2×104～ 6×104 ：中等灵敏； κ < 2×104 ：不灵敏。 （6） κ在数值上等于浓度为1 mol · L-1、液层厚度为1cm 时该溶液在某一波长下的吸光度。
1852年，Beer指出：光的吸收与吸光 物质的数量有关；如吸光物质溶于不吸 光的溶剂中，则吸光度与吸光物质的浓 度成正比。即当单色光通过液层厚度一 定的有色溶液时，溶液的吸光度与溶液 的浓度成正比。这个关系称为比尔定律。
A lg I 0 / I k 2c
式中c：有色溶液浓度 k2：比例常数
3 朗伯-比尔定律 一、吸光度(absorbance)
1729年，Bouguer首先发现物质对光的吸收 与吸光物质的厚度有关。 1760年他的学生Lambert更明确地指出：如 果溶液的浓度一定，则光的吸收程度与液层的 厚度成正比，这个关系称为朗伯定律。表示为：
b 入射光 I0 透射光 I
A lg I 0 / I k1b
S1
S0
分子内电子跃迁
带状光谱
0 A
(a)
一些典型的紫外-可见吸 收光谱 (a) 联苯(己烷溶剂)； (b) 苯(己烷溶剂)； (c) 苯蒸汽；
0
(b)
0
(c) (d)
260 280 nm
(d) Na蒸汽。
0
220 240
定性分析与定量分析的基础
B
定性分析基础
A
A
物质对光的选择吸收 不同物质吸收光谱不同 相同物质吸收光谱相同
测定时入射光的总强度为(I’0+I”0）,透射光 的总强度 为(I1+I2)，因此所得吸光度值为：
(I I ) A lg ( I1 I 2 )
' 0 " 0
' I1 I 0 101bc
I 2 I 10
'' 0
2bc
将I1和I2代入得：
(I I ) A lg ' 2bc ( I 0 10 I 10 )